Môi trường và con người

1
CHƯƠNG I
MÔI TRƯỜNG VÀ SINH THÁI
I. MÔI TRƯỜNG
1. Khái niệm
Theo cách hiểu thông thường, ta có thể định nghĩa môi trường như sau: “Môi trường
là tập hợp (aggregate) các vật thể (things), hoàn cảnh (conditions) và ảnh hưởng
(influences) bao quanh một đối tượng nào đó” (The Random House College
Dictionary-USA).
Định nghĩa này cho thấy, khi nói đến môi trường, ta phải đứng trên một đối tượng
nhất định và đối tượng này chịu tác động của các thành phần môi trường bao quanh
nó. Đối tượng này không nhất thiết là con người (loài người, cá thể người hoặc một
cộng đồng người) mà có thể là bất cứ một vật thể, hoàn cảnh, hiện tượng nào tồn tại
trong khoảng không gian có chứa đựng các yếu tố tác động tới sự tồn tại và phát triển
của nó. Cách nhìn này, có thể làm chúng ta lầm tưởng rằng mỗi đối tượng chỉ tiếp
nhận những tác động của các yếu tố khác ở xung quanh. Thực ra, bản thân đối tượng
đó cũng có những tác động ngược lại các yếu tố xung quanh và chính nó lại trở thành
một yếu tố của môi trường đối với một yếu tố khác được xem là đối tượng trong môi
trường.
Vì vậy, môi trường còn được định nghĩa như sau: Môi trường là khoảng không gian
nhất định có chứa các yếu tố khác nhau, tác động qua lại với nhau để cùng tồn tại và
phát triển.
Nói tới môi trường, người ta thường nghĩ ngay tới mối quan hệ của những yếu tố
xung quanh tác động tới đời sống của sinh vật mà trong đó chủ yếu là con người.
Quan điểm về môi trường nhìn từ góc độ sinh học là những quan điểm phổ biến. Một
số định nghĩa như:
Môi trường là tập hợp các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học, kinh tế-xã hội bao
quanh và tác động tới đời sống và sự phát triển của một cá thể hoặc một cộng
đồng người (UNEP-Chương trình môi trường của Liên hiệp quốc, 1980).
Môi trường là tất cả các hoàn cảnh bên ngoài tác động lên một cơ thể sinh
vật hoặc một cơ thể nhất định đang sống; là mọi vật bên ngoài một cơ thể nhất

định (G.Tyler Miler, Environmental Science, USA, 1988).
Môi trường là hoàn cảnh vật lý, hóa học, sinh học bao quanh các sinh vật
(Encyclopedia of Environmental Science. USA, 1992).
Môi trường là tất cả các hoàn cảnh hoặc điều kiện bao quanh một hay một
nhóm sinh vật hoặc môi trường là tổng hợp các điều kiện xã hội hay văn hóa
ảnh hưởng tới cá thể hoặc cộng đồng. Vì con người vừa tồn tại trong thế giới
2
tự nhiên và đồng thời tạo nên thế giới văn hóa, xã hội và kỹ thuật, nên tất cả
đều là thành phần môi trường sống của con người.
Qua các định nghĩa trên, môi trường được xem như là những yếu tố bao quanh và tác
động lên con người (cá thể hay cộng đồng) và sinh vật. Thật vậy, nếu một môi trường
nào đó có những yếu tố hoàn toàn không liên quan tới sự sống và con người, chắc
rằng sẽ chẳng được ai quan tâm. Tuy nhiên, cách nhìn trên làm cho người ta dễ ngộ
nhận rằng mối quan hệ giữa con người và môi trường là mối quan hệ một chiều: môi
trường tác động tới con người và con người như là một trung tâm tiếp nhận những tác
động đó. Thực ra, mỗi con người lại là một tác nhân tác động tới các yếu tố chính
trong môi trường mà nó đang tồn tại.
Trong những năm gần đây, người ta có cái nhìn toàn diện hơn về mối quan hệ giữa
con người và môi trường:
Con người sống trong môi trường không phải chỉ tồn tại như một sinh vật mà
con người là một sinh vật biết tư duy, nhận thức được môi trường và biết tác
động ngược lại các yếu tố môi trường để cùng tồn tại và phát triển.
Mối quan hệ giữa con người và môi trường là mối quan hệ tương tác (tác
động qua lại), trong đó bao gồm cả những tương tác giữa các cá thể người, các
cộng đồng con người.
Con người sống trong môi trường không phải chỉ như một sinh vật, một bộ
phận sinh học trong môi trường mà còn là một cá thể trong cộng đồng xã hội
con người. Con người ở đây vừa có ý nghĩa sinh học vừa có ý nghĩa xã hội
học. Chính vì vậy, những vấn đề về môi trường không thể giải quyết bằng các
biện pháp lý-hóa-sinh, kỹ thuật học, mà còn phải được xem xét và giải quyết

dưới các góc độ khác nhau như kinh tế học, pháp luật, địa lý kinh tế-xã hội …
Theo Luật bảo vệ môi trường của Việt Nam, "Môi trường bao gồm các yếu tố tự
nhiên (bao gồm thạch quyển, thủy quyển và khí quyển) và yếu tố vật chất nhân tạo
(như đồng ruộng, vườn tược, công viên, thành phố, các công trình văn hóa, các nhà
máy sản xuất công nghiệp …), quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có
ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên
nhiên".
2.Sự tiến hóa của môi trường
Lịch sử trái đất được đánh dấu bởi hai mốc cơ bản là xuất hiện sự sống và xuất hiện
xã hội loài người.
2.1.Trước khi sự sống xuất hiện
Khí quyển nguyên thủy là khối cô đặc gồm Hydro (H) và Helium (He). Khi
hành tinh nóng lên (cách đây 4,5-5 tỉ năm), H và He biến mất.
Khí quyển chuyển hóa, xuất hiện các khí trên hành tinh: hơi nước (85%), CO
2

(10-15%), nitơ và dioxid lưu huỳnh (1-3%). Các thành phần này giống thành
phần khí do núi lửa phun.
3
Hành tinh lạnh, đại dương đông lại … quan trọng cho sự tiến hóa của sự sống:
Lớp dưới mặt đóng băng không bị đông, các tia cực tím không xuyên
qua được nên sự sống có thể tồn tại.
Trên khí quyển, O
2
rất ít nên không ngăn chặn được sự xâm nhập các
tia có hại vì thế sự sống không thể tồn tại (bất cứ sinh vật nào muốn lên
bờ đều bị chết bởi các tia cực tím).
Địa cầu tồn tại với các điều kiện hoạt động phi sinh vật. Môi trường chỉ bao
gồm địa chất, đất, nước, khí, bức xạ mặt trời. Trong quá trình tồn tại hàng tỉ
năm, quả đất và môi trường bao quanh đã sản sinh ra một sản phẩm đó là oxy

với lượng không lớn lắm, là kết quả của quá trình hóa học hoặc lý hóa đơn
thuần. Sau đó ozone được tạo thành dần dần. Lớp ozone dày lên có tác dụng
ngăn cản sự xâm nhập của các tia tử ngoại từ bức xạ mặt trời lên bề mặt trái
đất, vì vậy sự sống xuất hiện và tồn tại.
2.2.Từ khi xuất hiện sự sống
Khi xuất hiện sự sống đầu tiên, môi trường toàn cầu chuyển sang một giai
đoạn mới. Môi trường gồm hai thành phần tuy chưa phân biệt rõ, đó là phần
vô sinh và phần hữu sinh. Các sinh vật đầu tiên sống trong điều kiện vô cùng
khắc nghiệt, chủ yếu là các vi khuẩn kỵ khí (3,5 tỉ năm). Lúc này chưa có quá
trình hô hấp ở các sinh vật mà chủ yếu thông qua con đường sinh hóa bằng lên
men để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sinh vật. Sinh vật phát triển
thông qua chọn lọc tự nhiên, bước đầu đã tạo ra sinh vật sơ khởi có diệp lục
đơn giản (tảo lam cách đây 2,5 tỉ năm) nên có khả năng quang hợp, hấp thu
CO
2
, H
2
O và thải ra O
2
. Nhờ quá trình quang hợp đã tạo nên sự biến đổi sâu
sắc về môi trường sinh thái địa cầu, O
2
được tạo ra nhanh chóng. Từ đó, kéo
theo sự xuất hiện hàng loạt các sinh vật khác. Lượng O
2
tăng lên đáng kể để
tạo ra O
3
, lượng O
3

từ từ tăng lên tạo thành lớp ozone. Lớp ozone dày lên đến
mức đủ bảo vệ cho sự sống sinh sôi ở địa cầu. Cùng với quá trình này, nhiệt
độ trái đất ấm dần lên, sự phát triển của sinh vật vượt bậc cả về chủng loại và
số lượng. Dẫu có trải qua hàng chục quá trình thay đổi địa chất, mối quan hệ
phụ thuộc giữa các yếu tố môi trường ngày càng trở nên chặt chẽ. Sự phát
triển hệ gen của sinh vật cũng theo đó mà ngày càng đa dạng và phong phú cả
ở trên cạn lẫn dưới nước. Trên trái đất đã dần dần hình thành các quyển: khí
quyển, thủy quyển, địa quyển và sinh quyển. Sau đó sự xuất hiện loài ngườI,
qua quá trình tiến hóa loài đã làm cho môi trường sinh thái địa cầu có sự
phong phú vượt bậc cả về số lượng và chủng loại. Bên cạnh chọn tự nhiên đã
xuất hiện hệ sinh vật phát triển theo chọn lọc nhân tạo. Loài người được xem
như là một loài sinh vật siêu đẳng không những chỉ phụ thuộc vào môi trường
tự nhiên mà còn có thể cải tạo môi trường, bắt môi trường phục vụ cho cuộc
sống của mình. Vì vậy, từ đây thành phần môi trường không chỉ vô sinh và
hữu sinh mà còn có cả con người và hoạt động sống của họ. Từ đó xuất hiện
các dạng môi trường như dân số xã hội, môi trường nhân văn, môi trường đô
thị, môi trường nông thôn, môi trường ven biển .v.v… Các loại môi trường
này đều lấy con người là trung tâm, các thành phần vật chất và môi trường
khác liên quan chặt chẽ với sự sinh tồn và phát triển của loài người.
4
3. Thành phần môi trường
Môi trường nói chung bao gồm tập hợp tất cả các thành phần của thế giới vật chất bao
quanh có khả năng tác động đến sự tồn tại và phát triển của mọi sinh vật (Pepa,1997).
Môi trường sống của con người thường bao gồm các thành phần môi trường tự nhiên,
môi trường xã hội, môi trường nhân tạo.
Môi trường tự nhiên: bao gồm các yếu tố tự nhiên như vật lý, hóa học, sinh
học tồn tại khách quan, ngoài ý muốn con người hoặc ít chịu tác động chi phối
của con người.
Môi trường nhân tạo: gồm các yếu tố vật lý, sinh học, xã hội .v.v… do con
người tạo nên và chịu sự chi phối của con người.

Môi trường xã hội: gồm mối quan hệ giữa con người với con người (con
người với tư cách là cá thể, cá nhân và nhân cách nghĩa là quan hệ giữa con
người với con người, con người với cộng đồng, cộng đồng với cộng đồng).
Ba thành phần môi trường này cùng tồn tại, xen lẫn vào nhau và tương tác chặt chẽ
với nhau. Các thành phần môi trường luôn chuyển hóa và diễn ra theo chu kỳ. Thông
thường là ở dạng cân bằng động. Sự cân bằng này đảm bảo cho sự sống trên trái đất
phát triển ổn định. Các chu trình tuần hoàn phổ biến thường gặp là chu trình tuần hoàn
cacbon, nitơ, lưu huỳnh, phospho, …. gọi chung là chu trình sinh-địa-hóa học.
Sinh vật và môi trường xung quanh luôn có quan hệ tương hỗ với nhau về vật chất và
năng lượng thông qua các thành phần môi trường như khí quyển, thủy quyển, địa
quyển và sinh quyển, cùng các hoạt động của hệ mặt trời.
Sống là phương thức tồn tại với những thuộc tính đặc biệt của vật chất trong điều kiện
nhất định của môi trường. Trong quá trình xuất hiện, phát triển, tiến hóa, sự sống luôn
gắn chặt với môi trường mà nó tồn tại-không hề có sự sống tồn tại ngoài môi trường
và ngược lại, cũng không có môi trường không có sự sống. Không hề có sự sống tồn
tại trong môi trường mà lại không thích ứng.
Con người vừa là một thực thể sinh học, vừa là một thực thể văn hóa-môi trường sống
của con người-còn gọi là môi trường nhân văn, là tổng hợp các điều kiện vật lý, hóa
học, sinh học, kinh tế, chính trị, xã hội, văn hóa bao quanh và có ảnh hưởng đến sự
sống và phát triển của từng cá nhân và của các cộng đồng người.
4.Các quyển trên trái đất
4.1.Khí quyển (Atmosphere)
4.1.1.Cấu trúc
Khí quyển hay môi trường không khí là một hỗn hợp các khí bao quanh bề
mặt trái đất, có khối lượng khoảng 5,2× 10
18
kg (0,0001% khối lượng trái đất).
Khí quyển đóng vai trò quyết định trong việc duy trì cân bằng nhiệt của trái
đất, thông qua quá trình hấp thụ bức xạ hồng ngoại từ mặt trời và tái phát xạ
5

khỏi trái đất. Khí quyển được chia thành nhiều tầng khác nhau theo sự thay đổi
chiều cao và chênh lệch nhiệt độ.
Tầng đối lưu (Troposphere): cao đến 10 km tính từ mặt đất, là tầng
tiếp giáp với bề mặt trái đất. Nhiệt độ và áp suất của tầng này giảm
theo chiều cao. Trên mặt đất có nhiệt độ trung bình là 15
o
C, lên đến độ
cao 10 km chỉ còn từ –50
o
C đến –80
o
C.
Tầng bình lưu (Stratosphere): ở độ cao từ 10-50 km. Nhiệt độ và áp
suất của tầng này tăng theo chiều cao. Các nhà khoa học giải thích rằng
sự gia tăng nhiệt độ là do càng lên cao càng gần với lớp ozone. Lớp
ozone là lớp không khí nơi đó có hàm lượng khí ozone rất cao, có khả
năng hấp thu tia cực tím của mặt trời. Lớp ozone xuất hiện ở độ cao
18-30 km. Nồng độ ozone cao nhất ở độ cao 20-25 km, cao hơn 1000
lần so với tầng đối lưu (khoảng 10 ppm).
Tầng trung lưu (Mesosphere) ở độ cao trên 50-90 km. Đặc điểm của
tầng này là nhiệt độ giảm dần từ đỉnh của tầng bình lưu (50 km) đến
đỉnh tầng trung lưu (90 km), nhiệt độ giảm nhanh hơn tầng đối lưu và
có thể đạt đến –100
o
C.
Thượng tầng khí quyển (Thermoshpere) và tầng ngoài (Exosphere).
Đặc điểm của tầng này là nhiệt độ tăng lên rất nhanh và rất cao. Mật độ
phân tử khí ở đây cực loảng.
4.1.2.Thành phần khí ở tầng đối lưu
Khí quyển thường gồm các thành phần: các khí không thay đổi như O

2

(20,95%), Ar (0,93%), N
2
(78,08%), một số khí khác như Ne (18,18 ppmV),
He (5,24 ppmV), Kr (1,14 ppmV), Xe (0,087 ppmV); các khí thay đổi như
nước (1-4% tùy theo nhiệt độ) và CO
2
(0,03%, thay đổi tùy theo mùa); các vệt
khí như như O
3
(ozone), NOx (oxid nitơ, x=1,2 ), SO
x
(oxid lưu huỳnh), CO
(monoxid cacbon). Các vệt khí này thường thay đổi, có hàm lượng rất thấp
(ppb, ppt) và thường là các chất ô nhiễm.
4.1.3.Vai trò
Khí quyển là nguồn cung cấp oxy (cần thiết cho sự sống trên trái đất), cung
cấp CO
2
(cần thiết cho quá trình quang hợp của thực vật), cung cấp nitơ cho vi
khuẩn cố định nitơ và các nhà máy sản xuất amôniac để tạo các hợp chất chứa
nitơ cần cho sự sống. Hơn nữa, khí quyển là phương tiện vận chuyển nước hết
sức quan trọng từ các đại dương tới đất liền như một phần của chu trình tuần
hoàn nước.
Khí quyển có nhiệm vụ duy trì và bảo vệ sự sống trên trái đất. Nhờ có khí
quyển hấp thụ mà hầu hết các tia vũ trụ và phần lớn bức xạ điện từ của mặt
trời không tới được mặt đất. Khí quyển chỉ truyền các bức xạ cận cực tím, cận
hồng ngoại (3000-2500 nm) và các sóng rađi (0,1-40 micron), đồng thời ngăn
cản bức xạ cực tím có tính chất hủy hoại mô (các bức xạ dưới 300 nm).

6
4.2.Thủy quyển (Hydrosphere)
Thủy quyển bao gồm mọi nguồn nước ở đại dương, biển, các sông, hồ, băng
tuyết, nước dưới đất, hơi nước. Khối lượng thủy quyển ước chừng 1,38×
10
21
kg=0,03% khối lượng trái đất. Trong đó:
97% là nước mặn, có hàm lượng muối cao, không thích hợp
cho sự sống của con người;
2% dưới dạng băng đá ở hai đầu cực;
1% được con người sử dụng (30% tưới tiêu; 50% dùng để sản
xuất năng lượng; 12% cho sản xuất công nghiệp và 7% cho
sinh hoạt).
Nước là một yếu tố không thể thiếu được của sự sống và được con người sử
dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Tuy nhiên, hiện nay nước mặt và nước
ngầm đang bị nhiễm bẩn bởi các loại thuốc trừ sâu, phân bón có trong nước
thải vùng sản xuất nông nghiệp, các loại chất thải sinh hoạt và công nghiệp.
Các bệnh tật được mang theo nước thải sinh hoạt đã từng gây tử vong hàng
triệu người.
Bảng 1. Thể tích các khí trong không khí và đại dương
Khí Trong không khí Trong đại dương
Nitơ (N
2
) 78,08% 48%
Oxy (O
2
) 20,95% 36%
Dioxid Cacbon (CO
2
) 0,035% 15%

4.3.Thạch quyển (Lithosphere)
Thạch quyển, còn gọi là môi trường đất, bao gồm lớp vỏ trái đất có độ dày
khoảng 60-70 km trên mặt đất và 2-8 km dưới đáy biển. Đất là một hỗn hợp
phức tạp của các hợp chất vô cơ, hữu cơ, không khí, nước, và là một bộ phận
quan trọng nhất của thạch quyển. Thành phần vật lý và tính chất hóa học của
thạch quyển nhìn chung là tương đối ổn định và có ảnh hưởng lớn đến sự sống
trên mặt địa cầu. Đất trồng trọt, rừng, khoáng sản là những tài nguyên đang
được con người khai thác triệt để, dẫn đến những nguy cơ cạn kiệt.
4.4.Sinh quyển (biosphere)
Sinh quyển là nơi có sự sống tồn tại, bao gồm các phần của thạch quyển có độ
dày 2-3 km kể từ mặt đất, toàn bộ thủy quyển và khí quyển tới độ cao 10 km
(đến tầng ozone). Với chiều dày khoảng 16 km. Các thành phần trong sinh
quyển luôn tác động tương hỗ (ví dụ: khí O
2
và CO
2
phụ thuộc vào mức độ
sinh tồn của thực vật và khả năng hòa tan của chúng trong môi trường nước).
7
Sinh quyển có các cộng đồng sinh vật khác nhau từ đơn giản đến phức tạp, từ
dưới nước đến trên cạn, từ vùng xích đạo đến các vùng cực trừ những miền
khắc nghiệt.
Sinh quyển không có giới hạn rõ rệt vì nằm cả trong các quyển vật lý và không
hoàn toàn liên tục vì chỉ tồn tại và phát triển trong những điều kiện môi trường
nhất định. Trong sinh quyển ngoài vật chất, năng lượng còn có thông tin với
tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tồn tại, phát triển của các vật sống. Dạng
thông tin phức tạp và cao nhất là trí tuệ con người, có tác động ngày càng
mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển trên trái đất.
5. Chu trình sinh địa hóa học
5.1.Khái niệm

Là một chu trình vận động các chất vô cơ trong hệ sinh thái theo đường từ
ngoại cảnh chuyển vào trong cơ thể sinh vật, rồi được chuyển lại vào môi
trường. Chu trình vận động các chất vô cơ ở đây khác với sự chuyển hóa năng
lượng đi qua các bậc dinh dưỡng ở chỗ nó được bảo toàn chứ không bị mất đi
một phần nào dưới dạng năng lượng và không sử dụng lại.
Nguồn vật chất ↔ Môi trường ↔ Cơ thể sống
Trong số hơn 90 nguyên tố được biết trong thiên nhiên có khoảng 30-40
nguyên tố cần thiết cho cơ thể sống. Một số nguyên tố như cacbon (C), nitơ
(N
2
), oxy (O
2
), hydro (H
2
), phospho (P) … mà cơ thể đòi hỏi với một số lượng
lớn, còn có một số nguyên tố khác cơ thể chỉ đòi hỏi một lượng nhỏ, có khi
cực nhỏ (vi lượng), nhưng hết sức cần thiết như đồng (Cu), mangan (Mn) cần
cho phản ứng oxy hóa khử.
Chu trình sinh địa hóa học là một trong những cơ chế cơ bản để sự duy trì cân
bằng trong sinh quyển và đảm bảo sự cân bằng này được thường xuyên. Người
ta phân biệt 2 loại chu trình sinh địa hóa học:
Chu trình hoàn hảo: chu trình của những nguyên tố như C, N mà giai
đoạn ở dạng khí, chúng chiếm ưu thế trong chu trình và khí quyển là
nơi dự trữ chính của những nguyên tố đó, mặt khác từ cơ thể sinh vật
chúng trở lại ngoại cảnh tương đối nhanh.
Chu trình không hoàn hảo: chu trình của những nguyên tố như P, lưu
huỳnh (S). Những chất này trong quá trình vận chuyển một phần bị
đọng lại thể hiện qua chu kỳ lắng đọng trong hệ sinh thái khác nhau
của sinh quyển. Chúng chỉ có thể vận chuyển được dưới tác động của
những hiện tượng xãy ra trong thiên nhiên (sự xói mòn), hoặc dưới tác

động của con người.
5.2.Chu trình tuần hoàn nước
5.2.1.Vai trò của nước trong môi trường sinh thái
8
Nước rất quan trọng cho sự sống, cần cho tất cả sinh vật và con người. Nước
giúp quá trình trao đổi, vận chuyển thức ăn, tham gia vào các phản ứng sinh
hóa học và các mối liên kết cấu tạo trong cơ thể của con người, động vật, thực
vật. Ở đâu có nước, ở đó đã đang và sẽ có sự sống. Nhưng ngược lại ở đâu có
sự sống thì ở đó tất yếu phải có nước.
Trong cơ thể người 65% là nước và khi mất đi từ 6-8% nước, con người có
cảm giác mệt, nếu mất 12% sẽ hôn mê và có thể tử vong. Trong cơ thể động
vật 70% là nước, ở thực vật đặc biệt là dưa hấu có thể đến 90% là nước.
Ngoài ra nước còn cần cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, cho y học, giao
thông vận tải, du lịch .v.v…
Bảng 2. Các dạng tồn tại của nước
Dạng nước
Thể tích (Km
3
×

10
6
)
Tỉ lệ (%)
Đại dương 507,2 97,22
Đá băng 11,2 2,15
Nước ngầm 3,2 0,61
Hồ ao nước ngọt 0,048 0,009
Biển nội địa 0,04 0,008
Độ ẩm của đất 0,025 0,005

Hơi nước trong không khí 0,005 0,001
Sông rạch 0,0005 0,0001
(Nguồn: Nace, U.S. Geological Survey, 1967 and The Hydrologic Cycle
(Pamphlet). U.S. Geological Survey, 1984)
Bảng 3. Thời gian tồn đọng của các dạng nước trong tuần hoàn
nước
Địa điểm Thời gian lưu trữ
Khí quyển
Các dòng sông
Đất ẩm
Các hồ lớn
Nước ngầm nông
Tầng pha trộn của các đại dương
9 ngày
2 tuần
2 tuần đến 1 năm
10 năm
10-100 năm
120 năm
9
Đại dương thế giới
Nước ngầm sâu
Chóp băng Nam Cực
300 năm
đến 10.000 năm
10.000 năm
Hình 1. Sơ đồ chu trình tuần hoàn nước
Trong chu trình tuần hoàn nước: nước vận chuyển không đổi giữa thủy quyển,
khí quyển, và sinh quyển nhờ năng lượng mặt trời và trọng lực. Tổng lượng
nước chảy tràn hàng năm từ đất liền ra đại dương khoảng 10,3× 10

15
gallon.
Nước luôn chuyển đổi liên tục qua nhiều trạng thái, phần lớn qua các dạng như
băng tuyết; bay hơi; sự thoát hơi nước ở thực vật, động vật, con người; mưa.
5.2.2.Tác động của con người
Tổng lượng nước trên trái đất là không đổi, nhưng con người có thể làm thay
đổi chu trình tuần hoàn nước.
Dân số tăng làm mức sống, sản xuất công nghiệp, kinh tế đều tăng,
tăng nhu cầu của con người đối với môi trường tự nhiên, tác động đến
tuần hoàn nước.
Nhu cầu nước cho sinh hoạt, nước cho sản xuất công nghiệp, nông
nghiệp tăng làm giá nước tăng lên.
10
Các thành phố lớn, khu đô thị, nguồn nước sạch càng khan hiếm.
Đô thị hóa cùng với hệ thống thoát nước, cống rãnh xuống cấp làm
tăng sự ngập lụt, ảnh hưởng đến quá trình lọc, bay hơi, và sự thoát hơi
nước diễn ra trong tự nhiên.
Sự làm đầy tầng nước ngầm xảy ra với tốc độ ngày càng chậm.
Như vậy, con người có thể làm thay đổi chất lượng nước mà môi trường tự
nhiên dành cho con người và có thể dẫn đến tình trạng khan hiếm nguồn nước
từ sông, hồ, nước ngầm và đến tất cả trên hành tinh này. Do đó, chúng ta cần
phải hiểu được vấn đề và bảo vệ nguồn nước.
5.3.Chu trình tuần hoàn Cacbon (C)
Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn cacbon gồm quá trình quang
hợp, quá trình phân hủy các sản phẩm bài tiết. Ngoài ra còn có quá trình hô
hấp, quá trình khuếch tán khí CO2 trong khí quyển.
Khí quyển là nguồn cung cấp cacbon (chủ yếu ở dạng CO
2
) chính trong chu
trình tuần hoàn C. CO

2
đi vào hệ sinh thái nhờ quá trình quang hợp và trở lại
khí quyển nhờ quá trình hô hấp và quá trình đốt cháy.
C có thể tồn tại thời gian dài ở các dạng vô cơ như CO
2
(hòa tan và dạng khí);
H
2
CO
3
(hòa tan); HCO
3
-
(hòa tan); CO
3
2-
(hòa tan, như CaCO
3
cacbonat
calcium) hoặc dạng hữu cơ như glucose; acid acetic, than, dầu, khí.
11
Hình 2. Chu trình tuần hoàn cacbon
Một số tác động của con người làm tăng lượng khí CO
2
trong không khí, nước:
Đốt cháy nhiên liệu (xăng, than), đốt cháy củi, gỗ làm trái đất nóng
lên, tăng nhiệt độ trên trái đất-hiệu ứng nhà kính.
Việc tăng khí CO
2
và một số chất ô nhiễm khác (NO

x
, SO
x
), gây mưa
acid (pH ≤ 4,0), làm cá chết, thay đổi pH đất, ảnh hưởng đến cây trồng.
Sự nóng lên toàn cầu có thể làm băng tan ở Nam cực, tăng mực nước
biển, thay đổi khí hậu, thay đổi sản lượng ngũ cốc và lượng mưa.
5.4.Chu trình tuần hoàn Oxy (O
2
)
Quan sát chu trình tuần hoàn cacbon, chúng ta sẽ thấy trong chu trình cũng mô
tả sự vận chuyển oxy vì các phân tử này đều có sự hiện diện của oxy.
Trong chu trình tuần hoàn oxy thì oxy được thải vào không khí từ các sinh vật
tự dưỡng bằng quá trình quang hợp. Sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng đều hấp
thu oxy thông qua quá trình hô hấp. Thật ra, tất cả oxy trong không khí đều là
nguồn gốc phát sinh sự sống. Đầu tiên, oxy được giải phóng từ quá trình
quang hợp của các sinh vật tự dưỡng (phần lớn là cyanobacteria) sống trong
môi trường nước. Trải qua 2 tỉ năm, nồng độ oxy tăng lên trong không khí và
hiện nay đạt 21% là nguồn gốc phát sinh các sinh vật đa bào, cũng như động
vật có xương sống-vì các loài này nhu cầu oxy rất cao.
5.5.Chu trình tuần hoàn Nitơ (N)
Chu trình tuần hoàn nitơ có vai trò quan trọng trong việc chuyển nitơ trong
không khí sang dạng mà thực vật và động vật có thể sử dụng được. N
2
chiếm
khoảng 78% trong khí quyển và hầu như ở dạng khí. Khí nitơ, chỉ phản ứng
hóa học ở những điều kiện nhất định. Hầu hết các sinh vật đều không thể sử
dụng nitơ trong không khí, chỉ sử dụng nitơ ở dưới dạng nitrat (NO
3
-

) hoặc
nitrit (NO
2
-
). Nếu không có nitơ, thì protein và acid nucleic không thể được
tổng hợp trong cơ thể động vật, thực vật cũng như con người.
Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn nitơ:
Cố định nitơ: Nitơ được các vi khuẩn cố định nitơ, thường sống trên
nốt sần rễ cây họ đậu, chuyển nitơ ở dạng khí sang dạng NO
3
-
.
Ammon hóa: các vi khuẩn phân hủy sẽ phân hủy các acid amin từ
xác chết động vật và thực vật để giải phóng NH
4
OH.
Nitrat hóa: các vi khuẩn hóa tổng hợp sẽ oxid hóa NH
4
OH để tạo
thành nitrat và nitrit, năng lượng được giải phóng sẽ giúp phản ứng
giữa oxy và nitơ trong không khí để tạo thành nitrat.
12
Khử nitrat hóa: các vi khuẩn kỵ khí phá vỡ các nitrat, giải phóng nitơ
trở lại vào khí quyển.
Một vài tác động gay gắt nhất của con người vào chu trình tuần hoàn nitơ
Sử dụng phân bón đạm để tăng năng suất cho các vụ mùa, làm tăng
tốc độ khử nitrit và làm nitrat đi vào nước ngầm. Lượng nitơ tăng trong
hệ thống nước ngầm cuối cùng cũng chảy ra sông, suối, hồ, và cửa
sông. Tại đây, có thể sinh ra hiện tượng phú dưỡng hóa.
Làm tăng sự lắng đọng nitơ không khí vì cháy rừng và đốt cháy nhiên

liệu. Cả 2 quá trình này đều giải phóng các dạng nitơ rắn ở trạng thái
bụi.
Chăn nuôi gia súc. Gia súc đã thải vào môi trường một lượng lớn
ammoniac (NH
3
) qua chất thải của chúng. NH
3
sẽ thấm dần vào đất,
nước ngầm và lan truyền sang các khu vực khác do nước chảy tràn.
Chất thải và nước thải từ các quá trình sản xuất.
5.6.Chu trình tuần hoàn Phospho (P)
Chu trình tuần hoàn phospho là chu trình không hoàn hảo. Phospho là chất cơ bản của
sinh chất có trong sinh vật cần cho tổng hợp các chất như acid nucleic, chất dự trữ
năng lượng ATP, ADP.
Nguồn dự trữ của phospho: trong thạch quyển dưới dạng hỏa nham,
hiếm có trong sinh quyển. Phospho có khuynh hướng trở thành yếu tố
giới hạn cho hệ sinh thái.
Sự thất thoát phospho là do trầm tích sâu hoặc chuyển vào đất liền
(do người đánh bắt cá hoặc do chim ăn cá …).
Hình 3. Chu trình tuần hoàn Phospho
13
Hiện nay, phospho là khâu yếu nhất trong mạng lưới dinh dưỡng. Với sự gia tăng nhu
cầu sử dụng phospho, xói mòn (do đốt phá rừng), thì nguồn dự trữ phospho có nguy
cơ sẽ cạn dần.Khi xảy ra sự mất cân bằng ở các chu trình tuần hoàn thì sẽ có sự cố về
môi trường, ảnh hưởng đến sự tồn tại của sinh vật và con người trong một khu vực
hay trên toàn cầu.
II. HỆ SINH THÁI
1.Khái niệm
Quần thể là một nhóm cá thể của một loài, sống trong một khoảng không gian xác
định, có nhiều đặc điểm đặc trưng cho cả nhóm, chứ không phải cho từng cá thể của

nhóm (E.P. Odium, 1971). Hoặc quần thể là một nhóm cá thể của cùng một loài sống
trong cùng một khu vực (Alexi Sharov, 1996).
Quần xã (community) bao gồm cả quần xã của nhiều loài khác nhau, loài có vai trò
quyết định sự tiến hóa của quần xã là loài ưu thế sinh thái.
Quần xã sinh vật là tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau cùng sinh sống trên
một khu vực nhất định. Khu vực sinh sống của quần xã được gọi là sinh cảnh. Như
vậy, sinh cảnh là môi trường vô sinh. Trên thực tế để dễ nhận biết và phân biệt, người
ta dùng vật chỉ thị là thảm thực vật, vì yếu tố thực vật thường chiếm ưu thế trong một
sinh cảnh và có ảnh hưởng rõ rệt lên sinh cảnh.
Tập hợp các sinh vật, cùng với các mối quan hệ khác nhau giữa các sinh vật đó và các
mối tác động tương hỗ giữa chúng với môi trường, với các yếu tố vô sinh, tạo thành
một hệ thống sinh thái-ecosystem, gọi tắt là hệ sinh thái. Hệ sinh thái là hệ chức năng
gồm có quần xã, các cơ thể sống và môi trường của nó dưới tác động của năng lượng
mặt trời.
Năm 1935, nhà sinh thái học người Anh, A. Tansley đề xuất khái niệm hệ sinh thái
(ecosystem): “sinh vật và thế giới vô sinh (không sống) ở xung quanh có quan hệ
khắng khít với nhau và thường xuyên có tác động qua lại”.
Hệ sinh thái là một hệ thống tác động qua lại giữa thực vật, động vật và con người với
môi trường vật lý bao chung quanh chúng thể hiện qua dòng năng lượng từ đó tạo nên
chu trình vật chất.
Thuật ngữ hệ sinh thái có thể áp dụng cho những quy mô khác nhau như hệ sinh thái
nhỏ (gốc một cây gỗ), hệ sinh thái tương đối nhỏ (một cái ao), hệ sinh thái vừa (một
khu rừng), hệ sinh thái lớn (đại dương), hệ sinh thái khổng lồ (trái đất). Hệ sinh thái
không nhất thiết phải là một khu vực rộng lớn, nhưng phải có quần xã sinh sống.
Để khảo sát một hệ sinh thái cần xem hai mặt: Cấu trúc của hệ sinh thái (các vấn đề
về số loài, số lượng các nhóm sinh vật và các đặc tính của môi trường); Chức năng
của hệ sinh thái (các vấn đề liên quan đến tốc độ của quá trình chuyển hóa năng lượng
và trao đổi chất).
2.Thành phần của hệ sinh thái
14

Hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm các thành phần chủ yếu sau:
Các yếu tố vật lý (để tạo nguồn năng lượng): ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp
suất, dòng chảy …
Các yếu tố vô cơ: gồm những nguyên tố và hợp chất hóa học cần thiết cho
tổng hợp chất sống. Các chất vô cơ có thể ở dạng khí (O
2
, CO
2
, N
2
), thể lỏng
(nước), dạng chất khoáng (Ca, PO
4
3-
, Fe …) tham gia vào chu trình tuần hoàn
vật chất.
Các chất hữu cơ (các chất mùn, acid amin, protein, lipid, glucid): đây là các
chất có đóng vai trò làm cầu nối giữa thành phần vô sinh và hữu sinh, chúng là
sản phẩm của quá trình trao đổi vật chất giữa 2 thành phần vô sinh và hữu sinh
của môi trường.
3. Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn
Trong thiên nhiên, các nhóm thực vật, động vật cũng như nấm, vi khuẩn (với vô vàn
cá thể) sống chung với nhau, liên kết với nhau bởi những mối quan hệ chủ yếu là về
dinh dưỡng và phân bố. Tức là mối quan hệ mà trong đó luôn diễn ra cuộc đấu tranh
về không gian sống và thức ăn.
Mối quan hệ về thức ăn thể hiện bằng một chuỗi dinh dưỡng được bắt đầu bằng sinh
vật tự dưỡng và sau đó là một số sinh vật này làm thức ăn cho một số sinh vật khác,
rồi chính nhóm này lại làm thức ăn cho nhóm khác nữa. Điều đó tạo thành chuỗi liên
tục từ mức thấp đến mức cao, bắt đầu bằng mức độ tổng hợp sản phẩm tiếp đến một
số mức độ tiêu thụ, chuỗi này còn được gọi là chuỗi thức ăn. Nhiều chuỗi thức ăn tạo

thành lưới thức ăn.
Chuỗi thức ăn là chuỗi mà các sinh vật sau ăn các sinh vật trước. Nếu chúng ta xếp
các sinh vật trong chuỗi thức ăn theo các bậc dinh dưỡng, thường sẽ tạo thành tháp
sinh thái. Quan sát tháp sinh thái sẽ cho ta một số thông tin như tổng năng lượng của
một hệ sinh thái tuân theo nguyên tắc nhiệt động học: năng lượng cung cấp từ nguồn
thức ăn của sinh vật cấp trên luôn luôn thấp hơn cấp dưới, vì:
Một số thức ăn được sinh vật ăn không được hấp thu, không cung cấp nguồn
năng lượng hữu ích.
Phần lớn năng lượng được hấp thu, được dùng cho các quá trình sống hoặc
mất đi dưới dạng nhiệt khi chuyển từ dạng này sang dạng khác và vì vậy cũng
không được dự trữ trong cấp dinh dưỡng đã ăn chúng.
Các con vật ăn mồi không bao giờ đạt hiệu quả 100%. Nếu có đủ con cáo để
ăn hết tất cả con thỏ có trong mùa hè (lúc nguồn thức ăn phong phú) thì có quá
nhiều cáo vào mùa đông nhưng lại khan hiếm thỏ. Theo nguyên tắc ngón tay
cái, chỉ khoảng 10% năng lượng từ sinh vật tiêu thụ bậc 1 hiện diện ở bậc cao
kế tiếp. Năng lượng này được tích lũy lại trong sinh quyển. Ví dụ cần 100 kg
cỏ để tạo thành 10 kg thỏ và 10 kg thỏ thì tạo thành 1 kg cáo.
15
Hình 5. Các dạng tháp sinh thái

4. Cấu trúc của hệ sinh thái
Về
mặt chức năng có thể chia các loại sinh vật trong hệ sinh thái thành 3 nhóm:
Sinh vật sản xuất (hay tự dưỡng)
Chủ yếu là thực vật xanh, có khả năng chuyển hóa quang năng thành hóa năng
nhờ quá trình quang hợp; năng lượng này tập trung vào các hợp chất hữu cơ-
glucid, protid, lipid, tổng hợp từ các chất khoáng (các chất vô cơ có trong môi
trường).
Sinh vật tiêu thụ (cấp 1, 2, 3)
Chủ yếu là động vật. Tiêu thụ các hợp chất hữu cơ phức tạp có sẵn trong môi

trường sống.
Sinh vật tiêu thụ bậc 1: tiêu thụ trực tiếp các sinh vật sản xuất. Chủ
yếu là động vật ăn thực vật (cỏ, cây, hoa, trái …). Các động vật, thực
vật sống ký sinh trên cây xanh cũng thuộc loại này.
Sinh vật tiêu thụ bậc 2: ăn các sinh vật tiêu thụ bậc 1. Gồm các động
vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thực vật.
Sinh vật tiêu thụ bậc 3: thức ăn chủ yếu là các sinh vật tiêu thụ bậc 2.
Đó là động vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thịt khác.
Sinh vật phân hủy
16
Sinh vật phân hủy là những loại vi sinh vật hoặc động vật nhỏ bé hoặc các sinh
vật hoại sinh có khả năng phân hủy các chất hữu cơ thành vô cơ. Ngoài ra còn
có những nhóm sinh vật chuyển hóa chất vô cơ từ dạng này sang dạng khác
(như nhóm vi khuẩn nitrat hóa chuyển NH
4
+
thành NO
3
-
). Nhờ quá trình phân
hủy, sự khoáng hóa dần dần mà các chất hữu cơ được thực hiện và chuyển hóa
chúng thành chất vô cơ.
Hình 6. Cấu trúc tóm tắt của hệ sinh thái
Để duy trì chất lượng môi trường hay nói đúng hơn duy trì được cân bằng tự
nhiên, cũng như để tất cả các hoạt động của con người đạt hiệu quả tốt nhất,
vừa phát triển kinh tế vừa hài hòa với tự nhiên thì việc quy hoạch và quản lý
lãnh thổ trên quan điểm sinh thái sẽ là giải pháp hữu hiệu nhất. Theo yêu cầu
của con người, các hệ sinh thái tự nhiên có thể được phân thành Hệ sinh thái
sản xuất; Hệ sinh thái bảo vệ; Hệ sinh thái đô thị; Hệ sinh thái với mục đích
khác (du lịch, giải trí, khai thác mỏ …).

Quy hoạch sinh thái cũng có nghĩa là sắp xếp và quản lý cân đối hài hòa cả 4
loại sinh thái này.
5. Các quá trình chính trong hệ sinh thái
Trong hệ sinh thái luôn diễn ra các quá trình chính, đó là quá trình trao đổi năng
lượng, tuần hoàn các chất và sự tương tác giữa các loài.
Nguồn năng lượng trong hệ sinh thái có nguồn gốc chủ yếu từ ánh sáng mặt trời
(thông qua quang hợp) và năng lượng hóa học (thông qua chuỗi thức ăn). Thông qua
chuỗi thức ăn, bậc dinh dưỡng trên sẽ nhận được khoảng 10% năng lượng từ bậc dinh
dưỡng thấp. Một số trường hợp ngoại lệ như bò ăn cỏ 7% (7 kg ngũ cốc tạo ½ kg thịt
bò); ốc sên 33%; thỏ 20%.
Mọi sinh vật sống chính là nguồn thực phẩm quan trọng cho các sinh vật khác. Như
vậy, có thể hiểu chuỗi thức ăn là một chuỗi sinh vật mà sinh vật sau ăn sinh vật trước,
lưới thức ăn (food web) gồm nhiều chuỗi thức ăn.
Ví dụ: sâu ăn lá; chim sâu ăn sâu; diều hâu ăn chim sâu. Khi cây, sâu, chim sâu, diều
hâu chết thì chúng sẽ bị các vi sinh vật phân hủy.
17
Hình 7. Lưới thức ăn
6. Đặc trưng của hệ sinh thái
Đặc trưng cơ bản của hệ sinh thái tự nhiên là khả năng tự lập lại cân bằng, nghĩa là
mỗi khi bị ảnh hưởng bởi một nguyên nhân nào đó thì lại có thể phục hồi để trở về
trạng thái ban đầu. Đặc trưng này được coi là khả năng thích nghi của hệ sinh thái.
Khả năng tự thích nghi này phụ thuộc vào cơ chế cấu trúc-chức năng của hệ, thể chế
này biểu hiện chức năng của hệ trong mỗi giai đoạn phát triển. Những hệ sinh thái trẻ
nói chung là ít ổn định hơn một hệ sinh thái đã trưởng thành. Cấu trúc của hệ sinh thái
trẻ bao giờ cũng giản đơn, số lượng các loại ít và số lượng cá thể trong mỗi loài cũng
không nhiều lắm. Do vậy quan hệ tương tác giữa các yếu tố trong thành phần không
phức tạp. Ở hệ sinh thái phát triển và trưởng thành, số lượng thể loại và cá thể tăng
lên, quan hệ tương tác cũng phức tạp hơn. Do số lượng lớn và tính đa dạng của các
mối liên hệ, các tương quan tác động và ảnh hưởng lẫn nhau nên dù xãy ra một sự tắc
nghẽn nào hay sự mất cân bằng ở một khu vực nào đó cũng không dẫn đến sự rối loạn

chung của toàn bộ hệ sinh thái.
Như vậy, trong một hệ sinh thái luôn tồn tại mối quan hệ nhân quả giữa tính ổn định
và tính phong phú về tình trạng, về chủng loại trong thành phần của hệ sinh thái với
tính cân bằng của hệ sinh thái. Hệ sinh thái càng trưởng thành thì cân bằng môi trường
càng lớn.
Hệ sinh thái nào đó nếu còn tồn tại thì có nghĩa là đều đặc trưng bởi một sự cân bằng
sinh thái nhất định. Thế ổn định biểu hiện sự tương quan về số lượng các loài, về chất
lượng, về quá trình chuyển hóa năng lượng, về thức ăn của toàn hệ … Nhưng nếu cân
bằng bị phá vỡ thì toàn hệ sẽ phải thay đổi. Cân bằng mới sẽ phải lập lại, có thể tốt
cũng có thể không tốt cho xu thế tiến hóa.
Hệ sinh thái thực hiện chức năng tự lập lại cân bằng thông qua hai quá trình chính, đó
là sự tăng số lượng cá thể và sự tự lập cân bằng thông qua các chu trình sinh địa hóa
18
học, giúp phục hồi hàm lượng các chất dinh dưỡng có ở hệ sinh thái trở về mức độ
ban đầu sau mỗi lần bị ảnh hưởng.
Hai cơ chế trên chỉ có thể thực hiện được trong một thời gian nhất định. Nếu cường
độ tác động vượt quá khả năng tự lập cân bằng thì sẽ dẫn đến hậu quả cuối cùng là hệ
sinh thái bị hủy diệt.
7. Một số nguyên nhân của sự phá vỡ sự cân bằng sinh thái
Sự cân bằng của hệ sinh thái bị phá vỡ do quá trình tự nhiên và nhân tạo. Các quá
trình tự nhiên như núi lửa, động đất …. Các quá trình nhân tạo chính là các hoạt động
sống của con người như tiêu diệt một loại thực vật hay động vật, hoặc đưa vào hệ sinh
thái một hay nhiều loại sinh vật mới lạ; hoặc phá vỡ nơi cư trú vốn đã ổn định từ trước
tới nay của các loài; hoặc quá trình gây ô nhiễm, độc hại; hoặc sự tăng nhanh số lượng
và chất lượng một cách đột ngột của một loài nào đó trong hệ sinh thái làm phá vỡ sự
cân bằng. Ví dụ:
Ở Châu phi, có thời kỳ chuột quá nhiều, người ta đã tìm cách tiêu diệt không
còn một con. Tưởng rằng có lợi, nhưng sau đó mèo cũng bị tiêu diệt và chết vì
đói và bệnh tật. Từ đó lại sinh ra một điều rất tai hại như mèo điên và bệnh
dịch.

Sinh vật ngoại lai chính là mối lo toàn cầu. Đánh dấu ngày đa dạng sinh học
thế giới 22/5, Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên thế giới (WCU) đã công bố danh
sách 100 loài sinh vật du nhập nguy hiểm nhất. Chúng tàn phá thế giới sau khi
"xổng" khỏi nơi cư trú bản địa, mà lại thường có sự trợ giúp của con người.
Trong số 100 loài, có những loài rất quyến rũ như lan dạ hương nước và sên
sói đỏ, loài rắn cây màu nâu và lợn rừng. Nguyên nhân chính là con người đã
mở đường cho nhiều loài sinh vật nguy hại bành trướng. Chẳng hạn loài cầy
mangut nhỏ được đưa từ châu Á tới Tây Ấn Độ để kiểm soát nạn chuột.
Nhưng rất mau chóng, nó đã triệt hại một số loài chim, bò sát và lưỡng cư ở
vùng này. Loài kiến "mất trí" đã tiêu diệt 3 triệu con cua trong 18 tháng trên
đảo Giáng sinh, ngoài khơi Ấn Độ Dương.
Sinh vật ngoại lai cũng đã xâm nhập Việt Nam như
Ở vùng Đồng Tháp Mười và rừng Tràm U Minh hiện đang phát triển
tràn lan một loài cây có tên là cây mai dương (cây xấu hổ). Cây mai
dương có nguồn gốc từ Trung Mỹ, chúng sinh sản rất nhanh nhờ gió
lẫn sinh sản vô tính từ thân cây. Bằng nhiều cách, chúng đã du nhập
vào châu Phi, châu Á, Úc và đặc biệt thích hợp phát triển ở vùng đất
ngập nước thuộc vùng nhiệt đới. Tại rừng Tràm U Minh, cây mai
dương đã bành trướng trên một diện tích rộng lớn. Nếu tình trạng này
tiếp diễn vài năm nữa, rừng tràm U Minh sẽ hóa thành rừng trinh nữ.
Do tốc độ sinh trưởng nhanh của loài cây này, đã lấn áp cỏ – nguồn
thức ăn chính cho sếu, cá, vì vậy ảnh hưởng đến sếu, cá ở Tràm Chim.
Ốc bươu vàng (pilasisnensis) được nhập khẩu vào nước ta khoảng
hơn 10 năm nay. Ban đầu chúng được coi như một loại thực phẩm giàu
đạm, dễ nuôi trồng, mang lại lợi ích kinh tế cao. Nhưng do sinh sản
19
quá nhanh mà thức ăn chủ yếu là lá lúa, ốc bươi vàng đã phá hoại
nghiêm trọng mùa màng ở nhiều tỉnh phía Nam. Hiện nay, đại dịch này
đang phát triển dần ra các tỉnh miền Trung và miền Bắc.
Cá hổ pirama (còn gọi là cá kim cương, cá răng, tên khoa học là

Serralmus nattereri) xuất hiện trên thị trường cá cảnh nước ta vào
khoảng thời gian 1996-1998. Đây là loài cá có nguồn gốc từ lưu vực
sông Amazon, Nam Mỹ, thuộc loại ăn thịt, hung dữ. Nhiều nước đã có
quy định nghiêm ngặt khi nhập loài này, vì khi chúng có mặt trong
sông, động vật thủy sinh sẽ bị tiêu diệt toàn bộ, tác hại khó mà lường
hết được. Trước nguy cơ này, Bộ Thủy sản sau đó đã có chỉ thị nghiêm
cấm nhập khẩu và phát triển loại cá này.
Như vậy, khi một mắc xích quan trọng trong toàn hệ sinh thái bị phá vỡ nghiêm trọng
thì hệ sinh thái đó dễ dàng bị phá vỡ.
8. Sinh thái học
Năm 1869, nhà sinh học Đức Ernst Haeckel đã đặt ra thuật ngữ Ecology từ hai chữ Hy
lạp là "Okois" có nghĩa là nhà hoặc nơi ở và "logos" có nghĩa là nghiên cứu về. Do
đó, có thể hiểu “sinh thái học là môn học nghiên cứu những tác động qua lại giữa các
cá thể, giữa những cá thể và những yếu tố vật lý, hóa học tạo nên môi trường sống của
chúng".
Sinh thái học là khoa học nghiên cứu về nơi ở, nơi sinh sống của sinh vật, nghiên cứu
về mối quan hệ giữa sinh vật và điều kiện cần thiết cho sự tồn tại của sinh vật.
Đối tượng nghiên cứu của sinh thái học chính là các hệ sinh thái. Nghiên cứu hệ sinh
thái bao gồm các hệ sinh thái tự nhiên như ao, đại dương, rừng, sa mạc, hệ thực vật,
hệ động vật … ngoài ra còn có các hệ sinh thái nhân tạo như ruộng rẫy, vườn cây ăn
trái và một số các hệ khác.
20
III. CÁC YẾU TỐ SINH THÁI VÀ SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH
VẬT
Trong môi trường, sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật luôn chịu tác động của rất
nhiều yếu tố sinh thái (gồm các yếu tố trực tiếp cũng như gián tiếp). Các yếu tố này
rất đa dạng, chúng có thể là tác nhân có lợi cũng như có hại đối với các sinh vật.
1.Các yếu tố sinh thái
Trong các yếu tố sinh thái có những yếu tố cần thiết cho đời sống của sinh vật, cũng
có những yếu tố tác động có hại. Tập hợp các yếu tố tác động cần thiết cho sinh vật

mà thiếu nó sinh vật không thể tồn tại được, gọi là các điều kiện sinh tồn của sinh
vật. Sinh vật tồn tại trên bề mặt trái đất bị chi phối bởi bốn kiểu môi trường là môi
trường đất, môi trường nước, môi trường không khí và môi trường các sinh vật khác
(sinh vật kị khí).
Dựa vào nguồn gốc và đặc trưng tác động của các yếu tố sinh thái, người ta chia ra
nhóm các yếu tố vô sinh và nhóm các yếu tố hữu sinh.
Hình 8. Sơ đồ về các yếu tố sinh thái trong môi trường sống thường
xuyên tác động lên đời sống của thỏ
Yếu tố vô sinh
Là thành phần không sống của tự nhiên, gồm các chất vô cơ tham gia vào chu
trình tuần hoàn vật chất như CO
2
, N
2
, O
2
, C, H
2
O, các chất hữu cơ riêng biệt
(như protein, lipid, glucid, mùn) và các yếu tố vật lý như các yếu tố khí hậu
(ánh sáng, nhiệt độ, nước, không khí-gió-áp suất), đất (thành phần khoáng vật,
21
thành phần cơ giới đất, các tính chất lý hóa học của đất), địa hình (độ cao,
trũng, dốc, hướng phơi của địa hình).
Sự phân loại các nhóm sinh thái như trên, chủ yếu cho các sinh vật trên cạn.
Đối với các sinh vật dưới nước cũng chịu tác động tổng hợp của nhiều yếu tố
do tính chất của môi trường nước quyết định.
Yếu tố hữu sinh
Gồm các cá thể sống như: thực vật, động vật, nấm, vi sinh vật… Mỗi sinh vật
thường chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của các cơ chế khác nhau trong

mối liên hệ cùng loài hay khác loài ở môi trường xung quanh. Các yếu tố này
là thế giới hữu cơ, một thành phần rất quan trọng của môi trường.
Thực vật: ảnh hưởng trực tiếp và tương hỗ của các thực vật sống
cùng (cơ học, cộng sinh, kỵ khí), ảnh hưởng gián tiếp làm thay đổi môi
trường sống qua các sinh vật khác (qua động vật và vi sinh vật), qua
môi trường vô sinh (cạnh tranh, cảm nhiễm qua lại).
Động vật: Tác động trực tiếp (ăn, dẫm, đạp, làm tổ, truyền phấn, phát
tán hạt) và gián tiếp qua môi trường sống.
Yếu tố sinh thái giới hạn là yếu tố mà khi tác động đến sinh vật được giới hạn
từ điểm cực hại thấp đến điểm cực hại cao qua điểm cực thuận. Dưới điểm cực
hại thấp và trên điểm cực hại cao, sinh vật không tồn tại được. Nhiệt độ, nồng
độ muối, pH, chất độc … được coi là những yếu tố giới hạn đối với sinh vật.
Nếu các sinh vật có phạm vi chống chịu rộng đối với yếu tố sinh thái nào đó
mà nó có hàm lượng vừa phải và ổn định trong môi trường, thì yếu tố này
không phải là yếu tố giới hạn sinh thái. Ngược lại, nếu các sinh vật có phạm vi
chống chịu hẹp đối với một yếu tố thay đổi nào đó, thì chính yếu tố đó là yếu
tố sinh thái giới hạn.
Ví dụ, oxi trong khí quyển không phải là yếu tố sinh thái giới hạn đối với sinh
vật ở cạn, mặc dù nó tối cần thiết cho sự sống, vì oxi có nhiều trong khí quyển.
Còn trong các thủy vực, oxi tương đối ít và hàm lượng của nó dao động nên nó
là yếu tố giới hạn sinh thái đối với các sinh vật thủy vực.
Yếu tố con người
Con người được tách ra làm yếu tố độc lập vì con người có thể tác động vào
môi trường tự nhiên một cách có ý thức và quy mô đặc trưng.
Tất cả các dạng hoạt động của xã hội loài người đều làm biến đổi môi trường
sống tự nhiên của các sinh vật. Ở một góc độ nhất định, con người và động vật
đều có những tác động tương tự đến môi trường (lấy thức ăn, thải chất thải vào
môi trường …). Tuy nhiên, do con người có sự phát triển trí tuệ cao hơn, hoạt
động của con người cũng đa dạng nên đã tác động mạnh đến môi trường, thậm
chí có thể làm thay đổi hẳn môi trường và sinh giới ở nơi này hoặc nơi khác.

22
2. Đặc trưng tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật
Tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật rất đa dạng. Một số yếu tố chủ đạo ảnh
hưởng mạnh mẽ và quyết định lên hoạt động sống của sinh vật, số khác ảnh hưởng
yếu hơn, ít hơn. Một số ảnh hưởng nhiều mặt, số khác chỉ ảnh hưởng một số mặt nào
đó của quá trình sống. Về mặt số lượng, người ta chia những tác động của các yếu tố
sinh thái thành các bậc:
Bậc tối thiểu (minimum): nếu yếu tố sinh thái đó thấp hơn nữa thì sẽ gây tử
vong cho sinh vật.
Bậc tối ưu (optimum): tại điều kiện này hoạt động của sinh vật đạt tối ưu.
Bậc tối cao (maximum): nếu yếu tố sinh thái đó cao hơn nữa thì sẽ gây tử
vong cho sinh vật.
Khoảng giới hạn của một yếu tố sinh thái từ bậc tối thiểu đến bậc tối cao được gọi là
giới hạn sinh thái hay biên độ sinh thái.
Các yếu tố sinh thái tác động lên sinh vật hoặc loại trừ chúng khỏi vùng đang sống
nếu như chúng không còn thích hợp, còn trong trường hợp bình thường ảnh hưởng
đến các hoạt động sống của sinh vật như sinh sản, sinh trưởng, di cư… và chính các
yếu tố sinh thái đã làm cho các sinh vật xuất hiện các thích nghi về tập tính, về sinh
lý, về hình thái.
Hình 9. Giới hạn sinh thái
Nguyên tắc về các giới hạn khả năng chịu đựng: đối với mỗi nhân tố môi trường, mỗi
loài sinh vật đều có điểm cao nhất và thấp nhất mà chúng không thể tồn tại. Tại các
vùng lân cận của điểm tối ưu, sinh vật hiện diện nhiều nhất, là điểm quan trọng nhất
đối với tất cả các loài. Ở gần các giới hạn khả năng chịu đựng, tính phong phú của các
loài sinh vật giảm vì rất ít cá thể có thể tồn tại với những nhân tố giới hạn.
23

3.Quy luật sinh thái
3.1.Quy luật tác động đồng thời

Các yếu tố sinh thái tác động đồng thời lên các sinh vật, sự tác động tổ hợp
trong nhiều trường hợp không giống như các tác động riêng lẻ.
3.2.Quy luật tác động qua lại
Sự tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật và sự phản ứng trở lại của
sinh vật là một quá trình qua lại;
Cường độ tác động, thời gian tác động, cách tác động khác nhau thì dẫn tới
những phản ứng khác nhau của sinh vật.
Sự phát triển của các yếu tố ngoại cảnh (vật chất và năng lượng) quyết định xu
thế phát triển chung của sinh vật. Sự tác động trở lại của sinh vật đến môi
trường chỉ là phụ.
3.3.Quy luật về lượng
Quy luật tối thiểu: để sống và chống chịu trong những điều kiện cụ thể, sinh
vật phải có những chất cần thiết để tăng trưởng và sinh sản. Năm 1840, Liebig
đưa ra nguyên tắc "chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác định
sản lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời gian".
Quy luật về sự chống chịu (quy luật giới hạn sinh thái): Shelford (1913) đã
phát biểu quy luật về sự chống chịu như sau: "Năng suất của sinh vật không
chỉ liên hệ với sức chịu đựng tối thiểu mà còn liên hệ với sức chịu đựng tối đa
đối với một liều lượng quá mức của một nhân tố nào đó từ bên ngoài".
Ví dụ, cá rô phi có giới hạn sinh thái về nhiệt độ từ 5,6
o
C đến 42
o
C, cá chép có
giới hạn sinh thái về nhiệt độ từ 2
o
C đến 44
o
C.
4.Tác động của một số yếu tố sinh thái lên sinh vật

4.1. Ánh sáng
Ánh sáng giúp cho cây xanh thực hiện chức năng quang hợp. Mỗi loài thực vật
có cường độ quang hợp cực đại ở cường độ ánh sáng khác nhau. Người ta
phân ra hai nhóm thực vật: cây ưa sáng (gồm những thực vật có cường độ
quang hợp cực đại khi cường độ chiếu sáng lớn, như cây gỗ ở rừng thưa, cây
bụi ở savan, bạch đàn, phi lao, lúa, đậu phọng …); cây ưa bóng (gồm những
thực vật có cường độ quang hợp cực đại khi cường độ chiếu sáng thấp, như
lim, vạn niên thanh, lá dong, ràng ràng …).
24
Ánh sáng tác động rõ rệt đến sự sinh sản của thực vật. Thời gian chiếu sáng
càng dài thì cây ở các vùng ôn đới (cây dài ngày) phát triển nhanh, ra hoa sớm;
ngược lại phần lớn các cây nhiệt đới (cây ngắn ngày) ra hoa muộn.
Ánh sáng đã tạo nên các đặc điểm thích nghi về hình thái, giải phẩu và sinh lý
ở các sinh vật.
4.2.Nhiệt độ
Sự sống có thể tồn tại trong khoảng nhiệt độ từ –200
o
C ÷ +100
o
C, nhưng đa số
loài chỉ tồn tại và phát triển trong khoảng từ 0
o
C đến 50
o
C. Mỗi loài sinh vật
chỉ có thể sinh sản ở một nhiệt độ tối thiểu gọi là nhiệt độ nền và phát triển
trong một biên độ nhiệt nhất định. Vì vậy, có sinh vật rộng nhiệt, sinh vật hẹp
nhiệt, có động vật đẳng nhiệt, động vật biến nhiệt.
Nhiệt độ trên trái đất phụ thuộc vào năng lượng mặt trời và thay đổi theo các
vùng địa lý, theo những chu kỳ trong năm. Nhiệt độ có thể tác động trực tiếp

hoặc gián tiếp đến sự sinh trưởng phát triển và sự phân bố các cá thể, quần thể,
quần xã. Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến các yếu tố khác của môi trường như độ
ẩm, đất …
Sự khác nhau về nhiệt độ trong không gian và thời gian đã tạo ra những nhóm
sinh thái có khả năng thích nghi khác nhau.
4.3. Nước và độ ẩm
Căn cứ vào nhu cầu thường xuyên về nước, người ta chia thực vật ra thành
bốn nhóm là thực vật thủy sinh (sống hoàn toàn trong nước như rong, tảo với
thân dài, mảnh, lá mảnh và dài, mô khí phát triển, lỗ khí nhiều); thực vật ưa
ẩm (mọc ở các vùng bờ ao, đầm lầy, ruộng lúa …); thực vật cần độ ẩm trung
bình (cần nhiệt độ, ánh sáng, dinh dưỡng vừa phải và phổ biến khá rộng); thực
vật chịu hạn (những cây vừa chịu nóng, ưa sáng và có khả năng tự tích lũy
nước hoặc điều tiết nước, ít thoát hơi nước, như họ xương rồng, họ thầu dầu,
họ dầu, họ hòa thảo …).
Nước có vai trò quan trọng trong đời sống của các sinh vật. Trong cơ thể sinh
vật thì khoảng 60-90% khối lượng là nước. Nước cần cho các phản ứng sinh
hóa diễn ra trong các cơ quan, mô và tế bào của các sinh vật, nước là nguyên
liệu cho cây quang hợp, là phương tiện vận chuyển của các chất vô cơ, hữu cơ,
vận chuyển máu và chất dinh dưỡng ở động vật. Nước còn tham gia vào quá
trình trao đổi năng lượng và điều hòa nhiệt độ cơ thể.
Độ ẩm tương đối là yếu tố quyết định tốc độ mất nước do bay hơi, là một yếu
tố sinh thái quan trọng đối với thực vật ở trên cạn. Trên thực tế, ảnh hưởng của
độ ẩm tương đối thường khó tách rời ảnh hưởng của nhiệt độ.
4.4.Không khí-Gió
Gió có ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt độ, độ ẩm của môi trường dẫn đến sự thay
đổi thời tiết, ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước của thực vật. Gió có vai trò rất
25